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HyboFOAM®泡沫热成型

HyboFOAM® 可在 190°C 至 210°C 的温度范围内发生塑性变形。加热过程可在烘箱或红外加热设备中进行。保温时间根据泡沫板的厚度而定(约每毫米 1 分钟)。


由于泡沫材料的比热容低,且大量切割孔洞导致表面积显著增加,泡沫表面温度会迅速下降。因此,从烤箱取出到成型期间,应尽量缩短暴露时间。必须对 HyboFOAM® 片材进行保护,以防止温度过度下降,确保维持热成型所需的温度。保护材料可包括棉布、透气毛毡、玻璃纤维布或硅橡胶布。


对于成型芯材,最好确保曲面变形主要发生在一个维度上,或仅在两个维度上发生少量变形。例如,在成型雷达罩时,由于雷达罩的曲率不可膨胀,应将其分割成 6 至 8 个相同的楔形部分。每个部分经热成型后,即可将这些部分粘合在一起,形成完整的雷达罩芯材。


热成型模具对耐热性要求不高,因此,木质、聚酯、环氧树脂或玻璃纤维材质的模具即可满足要求。成型后的部件冷却至100℃以下后,即可从模具中取出。


利用泡沫材料进行的热成型工艺主要包括模压成型、真空压力成型和“冷变形热定型”。前两种工艺需要在成型前先将泡沫材料加热,而后一种工艺则是先对泡沫材料进行成型,然后再加热定型。

模压压缩成型

采用压缩成型工艺时,泡沫片材经热成型后,必须进行机械后处理才能达到设计尺寸,这使得后处理过程中的精确定位变得复杂。与冷变形和热定型工艺相比,压缩成型可以实现更大的变形量。根据所用模具的不同,压缩成型可以通过双面硬模、单面成型或一个硬模和一个软模来实现。


1.双面硬模:

这种模具设计能够在成型过程中精确控制泡沫片材的厚度。最终得到的片材可以是可展开的曲面,也可以是不可展开的曲面。缺点是需要同时制作阴模和阳模。


2.单面硬模:

单面模具通常用于较厚的泡沫片材或较大变形,可通过压机进行热成型。然而,在成型过程中,泡沫片材沿方向的厚度变化难以控制。如图 3.28 所示,由此产生的变形会导致形成一个双向变形的不可展开的球面。虽然与单面模具压缩成型工艺类似,但这种情况下的变形通常沿一个方向,从而使片材能够保持可展开的曲面,如图 3.29 所示。

真空辅助热成型

真空辅助热成型工艺也采用一硬模一软模的设计。然而,与上述单面模压缩成型工艺相比,该方法利用真空吸力对不可展开的曲面进行热成型(见图3.30)。热成型后,泡沫片材需要进行机械后处理以达到设计尺寸。由于真空吸力的限制,与单面模压缩成型相比,该工艺的变形量相对有限。

冷变形和热定型

该方法首先将泡沫片材切割成与曲面精确展开尺寸相同的形状。然后将泡沫片材真空固定在模具上,并在烘箱中加热至热变形温度。保温1小时后,逐渐冷却至室温。该方法的优点在于能够很好地控制热成型过程。如果定位准确,成型后无需进行后续成型。然而,泡沫的冷变形能力有限,不能过大,尤其是在成型不可展开的曲面时。

值得注意的是,由于泡沫生产工艺的特性,成品泡沫板在存放一段时间后可能会出现轻微变形,这种情况较为罕见。这是由于吸湿和内部应力释放共同作用的结果,并非产品缺陷。此过程可逆,不会影响产品质量。具体的恢复方法如下:


将泡沫板水平放置,并在上面均匀地放置钢板或铝板等重物,直至泡沫板在室温下发生弹性形变并变平。务必注意均匀分布重物,避免任何局部受力过大,否则重新塑形后泡沫表面可能会出现凹痕。


将泡沫材料和重物放入空气循环加热炉中。以每分钟 1°C 的升温速率加热至 200°C,并保持 8-10 小时(具体时间取决于泡沫材料的厚度)。温度达到 200°C 后,待泡沫材料在炉内冷却至室温后再取出。

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